DE102018114215A1 - Verfahren zur Herstellung einer Solarbatterie - Google Patents

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Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung einer CIS-Solarbatterie (1) umfasst die Herstellung eines schichtförmigen Elements (1), welches konfiguriert ist durch ein Substrat (2), eine erste Elektrodenschicht (3), eine CIS-Schicht (4), und eine zweite Elektrodenschicht (7); Einstellen einer Temperatur des schichtförmigen Elements (1) auf eine zweite Temperatur, welche geringer als die erste Temperatur ist; Ausbilden einer Schicht (11) einer schichtbildenden Substanz mit einem höheren linearen Expansionskoeffizient als das Substrat (2) in einem festen Zustand der Schicht auf der zweiten Elektrodenschicht (7); und Abkühlen des schichtförmigen Elements (1). Im Verfahren wird eine Dünnfilm-CIS-Solarbatterie (1) durch Ablösen der CIS-Schicht (4) von der ersten Elektrodenschicht (3), zusammen mit der durch das Abkühlen des schichtförmigen Elements (1) ausgelösten Kontraktion der Schicht der schichtbildenden Substanz hergestellt.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Solarbatterie, und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung einer flexiblen Dünnfilm-CIS-Solarbatterie mit hoher Effizienz.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Die Fähigkeit eine flexible Dünnfilm-Solarbatterie herzustellen ist insofern vorteilhaft, dass die Solarbatterie an jeder Stelle bzw. Position, wie der Oberfläche eines Automobils oder eines Flugzeugs, angebracht werden kann, wo die Anbringung schwierig gewesen ist. Da die Solarbatterie, welche als ein dünner Film hergestellt werden kann und die Möglichkeit aufweist mit hoher Effizienz bei geringen Kosten hergestellt zu werden, werden eine CIS-Solarbatterie (eine hauptsächlich aus drei Elementen von Cu, In, und Se zusammengesetzte Solarbatterie), eine CIGS-Solarbatterie (eine hauptsächlich aus vier Elementen von Cu, In, Ga, und Se zusammengesetzte Solarbatterie), oder eine CIGSSe-Solarbatterie (eine hauptsächlich aus fünf Elementen von Cu, In, Ga, S, und Se hergestellte Solarbatterie) fokussiert und ist ein starker Kandidat für eine Solarbatterie, welche die derzeit häufig auftretende Silizium-basierte Solarbatterie ersetzt. Zum Beispiel wird für die CIS-Solarbatterie in WO 2009/116626 oder A. F. Pianezzi, et al., Physical Chemistry Chemical Physics 16 (2014), 8843, die Herstellung einer Dünnfilm-Solarbatterie durch Ausbilden eines dünnen CIS-Films auf einem flexiblen Polyimidharz-Film als ein Substrat vorgeschlagen. Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer flexiblen Solarbatterie durch Ausbilden einer wasserlöslichen, abziehbaren Schicht auf einem Glas-Substrat, Ausbilden einer Solarbatterie-Schicht auf der abziehbaren Schicht, und anschließendes Entfernen der abziehbaren Schicht durch Auflösen der abziehbaren Schicht in Wasser in der Veröffentlichung der japanischen ungeprüften Patentanmeldung Nr. 2009-049389 ( JP 2009-049389 A ) vorgeschlagen. Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer relativ flexiblen Solarbatterie durch Ausbilden eines anodischen Oxidfilms auf einem Oberflächenbereich einer Al-basierten, plattierten Schicht einer feuermetallisierten, Al-basierten, plattierten Stahlplatte, und Ausbilden einer CIS-Solarbatterie-Schicht auf der Stahlplatte, welche als ein Substrat einer derartigen Oberflächenbearbeitung unterzogen wird, in der Veröffentlichung der japanischen ungeprüften Patentanmeldung Nr. 2013-171876 ( JP 2013-171876 A ) vorgeschlagen. Es wird ein Verfahren zum Erwerb einer flexiblen Solarbatterie, jedoch nicht einer CIS-Solarbatterie, durch Ablagern bzw. Abscheiden einer auflösbaren bzw. aufopfernden Schicht zwischen einem Substrat zur Herstellung einer Solarbatterie und einer auf dem Substrat hergestellten III-V-Verbindung Dünnfilm-Solarbatterie, nach der Herstellung der Solarbatterie Eintauchen bzw. Tränken der Solarbatterie in einer speziellen Lösung, welche lediglich die auflösbare bzw. aufopfernde Schicht chemisch löst, und Ablösen der III-V-Verbindung Dünnfilm-Solarbatterie vom Substrat in der Veröffentlichung der japanischen ungeprüften Patentanmeldung (Übersetzung der PCT-Anmeldung) Nr. 2010-532576 ( JP 2010-532576 A ) vorgeschlagen. Die Verwendung eines thermisch zusammenziehbaren Harzes als ein Blatt zum Versiegeln bzw. Dichten einer Solarbatteriezelle wird in der Veröffentlichung der japanischen ungeprüften Patentanmeldung Nr. 2017-038069 ( JP 2017-038069 A ) offenbart.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Eine qualitativ hochwertige CIS-Solarbatterie wird durch Ausbilden einer CIS-Schicht auf einem Glas-Substrat unter einer hohen Temperaturbedingung von 450 °C oder höher hergestellt. Wenn jedoch ein flexibler Harzfilm oder eine dünne Goldplatte als ein Substrat zur Herstellung einer flexiblen Dünnfilm-Solarbatterie verwendet wird, tritt ein Problem insofern auf, dass unter einer hohen Temperaturbedingung das Substrat schmelzen kann, oder Stahlkomponentenbestandteile zur CIS-Schicht diffundieren können. Deshalb muss die Temperatur zur Zeit der Ausbildung der CIS-Schicht verringert werden, und folglich kann die Leistung der Solarbatterie wie seiner Umwandlungseffizienz verringert werden. Zum Beispiel kann in WO 2009/116626 und A. F. Pianezzi, et al., Physical Chemistry Chemical Physics 16 (2014), 8843, während ein Polyimidharz-Film, welcher thermisch relativ beständig ist, als ein Substrat verwendet wird, die Temperatur zur Zeit der Ausbildung der CIS-Schicht nicht auf 450 °C oder höher erhöht werden, und die Umwandlungseffizienz der Solarbatterie ist geringer als in einem Fall, in dem die Ausbildung der Schicht auf dem Glas-Substrat unter einer Bedingung von 450 °C oder höher ausgeführt wird. Der Polyimidharz-Film weist einen höheren linearen Expansionskoeffizienten als Glas oder Metall auf, und somit ist das Ausmaß der Deformation des Polyimidharz-Films groß, wenn eine Temperatur zwischen einer hohen Temperatur und einer niedrigen Temperatur geändert wird. Deshalb können die folgenden Probleme auftreten. Die Solarbatterie kann beschädigt werden, wenn die Temperatur wieder auf Raumtemperatur eingestellt wird. Die Solarbatterie weist eine hohe Dampfdurchlässigkeit auf und kann nicht draußen (geringe Haltbarkeit) verwendet werden. Die Solarbatterie benötigt einen speziellen Bestandteil oder Herstellungsverfahren und somit ist sie teuer bzw. kostenintensiv. Da die Ausbildung der CIS-Schicht unter einer Bedingung niedriger Temperatur bzw. Niedrigtemperaturbedingung die Herstellungszeit erhöht und einen zusätzlichen Schritt benötigt, steigen die Kosten, und die Einrichtung kann nicht für andere Zwecke verwendet werden. Wenn das Verfahren zur Ausbildung der ablösbaren Schicht oder der auflösbaren bzw. aufopfernden Schicht und das Auflösen der ablösbaren Schicht oder der auflösbaren bzw. aufopfernden Schicht nach der Ausbildung der CIS-Schicht wie in JP 2009-049389 A und JP 2010-532576 A verwendet wird, wird eine lange Herstellungszeit zur Ausbildung der ablösbaren Schicht oder der auflösbaren bzw. aufopfernden Schicht und zum Auflösen der ablösbaren Schicht oder der auflösbaren bzw. aufopfernden Schicht benötigt, und die Kosten steigen. In JP 2013 - 171876 A ist, da eine dünne Stahlplatte als ein Substrat verwendet wird, die Flexibilität beschränkt, und Aufwand wird benötigt, um die feuermetallische, Al-Basierte, plattierte Stahlplatte herzustellen, auf welcher der anodische Oxidfilm ausgebildet wird. Abschließend lässt sich sagen, dass es Platz für Verbesserungen im Verfahren der Herstellung einer flexiblen Dünnfilm-CIS-Solarbatterie im Stand der Technik aufgrund einer Verringerung der Effizienz der Solarbatterie und hinsichtlich Zeit, Aufwand, und Kosten des Herstellungsschrittes gibt.
  • Die Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung einer Dünnfilm-CIS-Solarbatterie, und ein neues Verfahren zum Erhalt einer Solarbatterie mit ungefähr derselben Leistungsfähigkeit wie jene in einem Fall, in welchem eine CIS-Schicht auf einem Glas-Substrat unter einer Bedingung hoher Temperatur bzw. Hochtemperaturbedingung von 450 °C oder höher als ein ausreichend flexibler, dünner Film ausgebildet wird, und ferner mit einer Verringerung der Zeit, des Aufwandes, und der Kosten eines Herstellungsschrittes, verglichen mit jenem im Stand der Technik, bereit.
  • Die Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung einer Dünnfilm-CIS-Solarbatterie bereit, und außerdem ein neues Verfahren, welches die Massenproduktion einer Dünnfilm-CIS-Solarbatterie ermöglicht.
  • Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer CIS-Solarbatterie. Das Verfahren umfasst das Herstellen eines schichtförmigen Elements, welches durch Ausbilden einer ersten Elektrodenschicht auf einem thermisch beständigen Substrat auf eine erste Temperatur oder höher eingestellt wird, Ausbilden einer CIS-Schicht auf der ersten Elektrodenschicht unter einer Bedingung der ersten Temperatur oder höher, und Ausbilden einer zweiten Elektrodenschicht auf der CIS-Schicht; Einstellen einer Temperatur des schichtförmigen Elements auf eine zweite Temperatur, welche geringer ist als die erste Temperatur; Ausbilden einer Schicht einer schichtbildenden Substanz mit einem höheren linearen Expansionskoeffizient als das Substrat in einem festen Zustand der Schicht auf der zweiten Elektrodenschicht; und Abkühlen des schichtförmigen Elements. Im Verfahren wird eine Dünnfilm-CIS-Solarbatterie durch Ablösen der CIS-Schicht von der ersten Elektrodenschicht, zusammen mit dem durch das Abkühlen des schichtförmigen Elements ausgelösten Zusammenziehen der Schicht der schichtbildenden Substanz, erhalten.
  • Im Verfahren gemäß dem Aspekt der Erfindung kann das Ausbilden der Schicht der schichtbildenden Substanz das Auftragen der schichtbildenden Substanz, welche sich in einem flüssigen Zustand befindet, auf die zweite Elektrodenschicht umfassen, wobei die auf die zweite Elektrodenschicht aufgetragene schichtbildende Substanz eine Schichtform aufweist, und Verfestigen der schichtbildenden Substanz, welche sich in einem flüssigen Zustand befindet.
  • Das Verfahren gemäß dem Aspekt der Erfindung kann ferner das Ausführen eines Schnittes senkrecht zu einer Schichtrichtung im schichtförmigen Element vor oder nach dem Abkühlen des schichtförmigen Elements umfassen, sodass die Dünnfilm-CIS-Solarbatterie eine gewünschte Dimension aufweist.
  • Das Verfahren gemäß dem Aspekt der Erfindung kann ferner das Aufbringen einer dritten Elektrodenschicht auf eine Oberfläche der CIS-Schicht der Dünnfilm-CIS-Solarbatterie enthalten, welche sich von der ersten Elektrodenschicht ablöste bzw. abschälte.
  • Im Verfahren gemäß dem Aspekt der Erfindung kann die dritte Elektrodenschicht unter Verwendung einer Kohlenstoffpaste ausgebildet werden.
  • Im Verfahren gemäß dem Aspekt der Erfindung kann die erste Temperatur 450 °C sein.
  • Im Verfahren gemäß dem Aspekt der Erfindung kann das Substrat Glas sein.
  • Im Verfahren gemäß dem Aspekt der Erfindung kann die schichtbildende Substanz ein Harzmaterial sein.
  • Im Verfahren gemäß dem Aspekt der Erfindung kann das Harzmaterial ein Epoxidharz sein.
  • Im Verfahren gemäß dem Aspekt der Erfindung ist, wie vorstehend beschrieben, die „CIS-Solarbatterie“ eine Solarbatterie, welche eine CIS-Schicht (eine hauptsächlich aus drei Elementen von Cu, In, und Se zusammengesetzte Schicht), eine CIGS-Schicht (eine hauptsächlich aus vier Elementen von Cu, In, Ga, und Se zusammengesetzte Schicht), oder eine CIGSSe-Schicht (eine hauptsächlich aus fünf Elementen von Cu, In, Ga, S, und Se zusammengesetzte Schicht) als eine photovoltaische Umwandlungsschicht, wie aus dem vorliegenden technischen Gebiet (nachstehend umfasst der Begriff „CIS-Schicht“ die CIGS-Schicht und die CIGSSe-Schicht) bekannt, verwendet. Das „schichtförmige Element“ bezeichnet ein Element, welches durch Stapeln des Substrats, der ersten Elektrodenschicht, der CIS-Schicht, und der zweiten Elektrodenschicht in dieser Reihenfolge auf dieselbe Weise wie die Herstellung der CIS-Solarbatterie im Stand der Technik erhalten wird. Genauer gesagt werden eine Pufferschicht (eine Cadmiumsulfid (CdS)-Schicht oder ähnliches) und eine Fensterschicht (eine Zinkoxid-Schicht mit hohem Widerstand oder ähnliches) zwischen der CIS-Schicht und der zweiten Elektrodenschicht ausgebildet. Die „zweite Elektrodenschicht“ ist typischerweise eine transparente Elektrode, welche Sonnenlicht durchlässt bzw. transmittiert. Die „schichtbildende Substanz“ kann jede Substanz sein, so lange die Substanz eine Schicht mit einem höheren linearen Expansionskoeffizienten als das Substrat, welches in dem festen Zustand ist, ausbildet. Insbesondere kann die schichtbildende Substanz ein Harzmaterial wie ein Epoxidharz sein, ist aber nicht darauf beschränkt.
  • Gemäß dem Aspekt der Erfindung kann zuerst das schichtförmige Element auf dieselbe Weise wie das Herstellungsverfahren der CIS-Solarbatterie im Stand der Technik hergestellt werden. Das heißt, das schichtförmige Element als die Basis der Solarbatterie kann unter einer Bedingung hergestellt werden, unter welcher eine qualitativ hochwertige CIS-Schicht ausgebildet werden kann. Wie vorstehend beschrieben wird eine qualitativ hochwertige CIS-Schicht unter einer Temperaturbedingung von 450 °C oder höher ausgebildet. Somit kann im Verfahren gemäß dem Aspekt der Erfindung die Bedingung der ersten Temperatur oder höher zur Zeit der Ausbildung der CIS-Schicht 450 °C oder höher sein, zum Beispiel 450 °C bis 650 °C. Ein Substrat, welches aus jeglichem thermisch widerstandsfähigen Material gegenüber der ersten Temperatur oder höher ausgebildet wird, typischerweise ein thermisch widerstandsfähiges Glas-Substrat oder Metall-Substrat, kann als das Substrat verwendet werden. Im Verfahren zur Herstellung der CIS-Solarbatterie durch welche eine qualitativ hohe CIS-Schicht im Stand der Technik erhalten wird, wird eine schützende Glas-Schicht auf der zweiten Elektrodenschicht aufgebracht, nachdem die zweite Elektrodenschicht auf dem schichtförmigen Element gestapelt wird. Im Verfahren gemäß dem Aspekt der Erfindung, wie vorstehend beschrieben, wird die Schicht der schichtbildenden Substanz jedoch in einem Zustand ausgebildet, in dem das schichtförmige Element auf die zweite Temperatur, welche geringer ist als die erste Temperatur, erwärmt wird. Wie vorstehend beschrieben, wird eine Substanz mit einem höheren linearen Expansionskoeffizienten als das Substrat, welches sich in einem festen Zustand befindet, als die schichtbildende Substanz ausgewählt. Somit zieht sich, wenn das Abkühlen des schichtförmigen Elements nach der Ausbildung der Schicht der schichtbildenden Substanz ausgeführt wird, die Schicht der schichtbildenden Substanz stärker zusammen als das Substrat, wie unter „DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN“ beschrieben wird. Dementsprechend wird eine Eigenspannung in der Schicht der schichtbildenden Substanz erzeugt, und aufgrund der Eigenspannung wirkt eine Kraft, welche Biegen in eine Richtung weg vom Substrat bewirkt, auf die CIS-Schicht. Die erste Elektrodenschicht ist typischerweise eine aus Molybdän gebildete Schicht, und die Adhäsion bzw. Haftkraft zwischen der ersten Elektrodenschicht und der CIS-Schicht ist im Allgemeinen gering. Somit wird die Grenze zwischen der ersten Elektrodenschicht und der CIS-Schicht natürlich abgelöst, und die Schicht der schichtbildenden Substanz - der zweiten Elektrodenschicht - der CIS-Schicht werden als ein einzelner dünner Film von der ersten Elektrodenschicht - dem Substrat - getrennt. Anschließend wird die Dünnfilm-CIS-Solarbatterie erhalten. Das heißt, die Dünnfilm-CIS-Solarbatterie wird in einem Zustand hergestellt, in welchem die CIS-Schicht mit hoher Qualität unter einer Temperaturbedingung von 450 °C oder höher ausgebildet wird und nicht am harten Substrat wie einem Glas-Substrat oder einem Metall-Substrat haftet. Wenn die schichtbildende Substanz ein Epoxidharz und das Substrat ein Glas-Substrat ist, kann die zweite Temperatur ungefähr 100 °C bis 150 °C sein, und das schichtförmige Element kann zum Beispiel auf Raumtemperatur beim Kühlen des schichtförmigen Elements abgekühlt werden. Es sollte jedoch bemerkt werden, dass die zweite Temperatur und die Temperatur des schichtförmigen Elements nach dem Abkühlen angemessen durch Vergleichen des linearen Expansionskoeffizienten des als die schichtbildende Substanz ausgewählten Materials und des als das Substrat ausgewählten Materials eingestellt werden kann.
  • Im Verfahren gemäß dem Aspekt der Erfindung kann die schichtbildende Substanz eine Substanz sein, welche ursprünglich in einem geschmolzenen Zustand oder einem flüssigen Zustand ist und eine schichtbildende Struktur durch Koagulation oder Erstarrung unter Verwendung jeglicher Methode bildet, nachdem sie auf die zweite Elektrodenschicht aufgetragen wird. Zum Beispiel kann die schichtbildende Substanz eine Substanz sein, welche in einem geschmolzenen Zustand bei einer höheren Temperatur als die zweite Temperatur vorliegt und bei einer zweiten Temperatur koaguliert wird. Alternativ kann zum Beispiel die schichtbildende Substanz eine Substanz wie ein Harz (ein Epoxidharz oder ähnliches) sein, welches sich ursprünglich in einem flüssigen Zustand befindet, und durch Mischen zweier Flüssigkeiten erhalten wird und durch Erwärmen auf die zweite Temperatur erstarrt. Durch Auftragen der schichtbildenden Substanz, welche ursprünglich in einem geschmolzenen Zustand oder einem flüssigen Zustand vorliegt, auf die zweite Elektrodenschicht, wird keine Spannung in der Schicht der schichtbildenden Substanz in der Phase des Aussetzens der Schicht der schichtbildenden Substanz auf die zweite Elektrodenschicht erzeugt. Dementsprechend wird eine Situation, in welcher eine Spannung in einer unbeabsichtigten Richtung in der Struktur unter der zweiten Elektrodenschicht bewirkt wird, bevor die fixierte Schicht der schichtbildenden Substanz stabil ausgebildet wird, unterdrückt. Beim Abkühlen bzw. Kühlen des schichtförmigen Elements wird das Ablösen zwischen der ersten Elektrodenschicht und der CIS-Schicht besser erreicht. Dementsprechend kann die Ausbildung der Schicht der schichtbildenden Substanz durch das Auftragen der schichtbildenden Substanz in einem flüssigen Zustand auf die zweite Elektrodenschicht in einer Schichtform, und das Erstarren der schichtbildenden Substanz im flüssigen Zustand erreicht werden.
  • Im Verfahren zur Herstellung der Solarbatterie gemäß dem Aspekt der Erfindung weist eine Oberfläche des von der ersten Elektrodenschicht abgelösten dünnen Films der CIS-Schicht eine Elektrode auf. Somit kann die Dünnfilm-CIS-Solarbatterie durch Ausführen der Auftragung der dritten Elektrodenschicht auf die Oberfläche der CIS-Schicht der von der ersten Elektrodenschicht abgelösten Dünnfilm-CIS-Solarbatterie vervollständigt werden. Jegliche Substanz, welche Leitfähigkeit und Flexibilität aufweist, kann als die dritte Elektrodenschicht verwendet werden. Zum Beispiel kann die dritte Elektrodenschicht unter Verwendung einer Kohlenstoffpaste ausgebildet werden.
  • Des Weiteren kann, damit das Ablösen der Schicht der schichtbildenden Substanz - der zweiten Elektrodenschicht - der CIS-Schicht von der ersten Elektrodenschicht - dem Substrat in einer gewünschten Weise erhalten wird, das Ausführen eines Schnittes senkrecht zur Schichtrichtung im schichtförmigen Element, sodass die Dünnfilm-CIS-Solarbatterie eine gewünschte Dimension aufweist, vor oder nach dem Kühlen des schichtförmigen Elements ausgeführt werden. Durch Ausführen eines derartigen Schnittes in das schichtförmige Element wird das natürliche Ablösen zwischen der CIS-Schicht und der ersten Elektrodenschicht unterstützt und anschließendes Bearbeiten des dünnen Films, welcher aus der getrennten Schicht der schichtbildenden Substanz - der zweiten Elektrodenschicht - der CIS-Schicht ausgebildet wurde, wird erleichtert.
  • Im Verfahren zur Herstellung der CIS-Solarbatterie gemäß dem Aspekt der Erfindung werden dieselben Schritte wie im Verfahren zur Herstellung der CIS-Solarbatterie im Stand der Technik unter Verwendung eines langlebigen Substrats unter einer Bedingung hoher Temperatur ausgeführt bis die zweite Elektrodenschicht ausgebildet wird. Anschließend wird die Schicht der schichtbildenden Substanz mit einem höheren linearen Expansionskoeffizienten als dem Substrat auf die zweite Elektrodenschicht aufgetragen, und die CIS-Schicht und die erste Elektrodenschicht werden voneinander unter Verwendung des Unterschiedes im Grad des Zusammenziehens zwischen dem Substrat und der Schicht der schichtbildenden Substanz abgelöst. Anschließend wird die Dünnfilm-CIS-Solarbatterie erhalten. Mit einer derartigen Konfiguration bzw. Anordnung wird die CIS-Schicht unter einer Temperaturbedingung von 450 °C oder höher ausgebildet. Dementsprechend wird eine qualitativ hochwertige CIS-Schicht erhalten. Außerdem wird, da die CIS-Schicht vom harten Substrat getrennt wird, die Solarbatterie als ein Element mit dünnem Film mit ausreichender Flexibilität erhalten. Tatsächlich weist, wie nachstehend beschrieben wird, die Leistung der Solarbatterie, welche aus der CIS-Schicht, welche unter Verwendung des Verfahrens der Herstellung der Solarbatterie gemäß dem Aspekt der Erfindung abgelöst wird, gebildet wird, keine Verringerung des Kurzschlussstroms und der Leerspannung, verglichen zur Solarbatterie, welche nicht vom Substrat abgelöst wird, auf. Im Verfahren zur Herstellung der Solarbatterie gemäß dem Aspekt der Erfindung werden dieselben Schritte wie im Verfahren zur Herstellung der CIS-Solarbatterie unter Verwendung eines harten Substrats im Stand der Technik ausgeführt, und schließend wird die Dünnfilm-CIS-Solarbatterie durch Ausbilden der Schicht der schichtbildenden Substanz wie einem Epoxidharz und Ausführen des Kühlens erhalten. Deshalb wird kein spezielles Harz, Stahlplatte oder Stufe benötigt. Die für die Herstellungsschritte benötigte Zeit, Aufwand und Kosten werden reduziert, verglichen mit dem Verfahren zur Herstellung der Dünnfilm-CIS-Solarbatterie im Stand der Technik. Die Dünnfilm-CIS-Solarbatterie kann auch massenhaft hergestellt werden.
  • Andere Ziele und Vorteile der Erfindung werden aus einer nachstehend dargelegten, beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ersichtlich.
  • Figurenliste
  • Eigenschaften, Vorteile, und technische und industrielle Bedeutung von beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend mit Bezug zur beigefügten Zeichnung beschrieben, in welcher gleiche Nummern gleiche Elemente bezeichnen und wobei:
    • 1 ein Diagramm ist, welches die Schritte des Erwerbs eines dünnen Films wie einer CIS-Solarbatterie (Dünnfilm-CIS-Solarbatterie) aus einem schichtförmigen Element schematisch darstellt, welches durch Ausbilden einer Elektrodenschicht, einer CIS-Schicht, und ähnlichem auf einem Glas-Substrat gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erhalten wird, in welchem ein erster Schritt ein Schritt der Ausbildung einer Harzschicht auf dem schichtförmigen Element in einem Zustand ist, in dem das schichtförmige Element auf eine Temperatur T = Th erwärmt wird, ein zweiter Schritt ist ein Schritt des Abkühlens des schichtförmigen Elements auf die Temperatur T < Th nach der Ausbildung der Harzschicht, ein dritter Schritt ist ein Zustand, in dem die Dünnfilm-CIS-Solarbatterie vom Glas-Substrat abgelöst bzw. abgeschält wird, ein vierter Schritt ist ein Schritt des Ausführens eines Schnitts senkrecht zu einer Schichtrichtung im schichtförmigen Element, und ein fünfter Schritt ist ein Zustand, in dem die Dünnfilm-CIS-Solarbatterie vom Glas-Substrat abgelöst bzw. abgezogen wird;
    • 2A eine Photographie eines Beispiels ist, in welchem eine transparente Harzschicht 11 auf dem schichtförmigen Element ausgebildet wird;
    • 2B eine Photographie eines Beispiels des Glas-Substrats ist, auf welchem eine Elektrodenoberfläche gebunden ist, und die Dünnfilm-CIS-Solarbatterie vom Glas-Substrat abgelöst bzw. abgezogen wurde;
    • 2C ein Graph ist, welcher ein Beispiel der Spannungs-Strom-Eigenschaften der auf dem Glas-Substrat ausgebildeten CIS-Solarbatterie (vor dem Ablösen) und der aus dem vom Glas-Substrat abgelösten dünnen Film ausgebildeten CIS-Solarbatterie (nach dem Ablösen) darstellt;
    • 3 ein Diagramm ist, welches schematisch die Schritte der Ausführungsform der Herstellung des dünnen Films der CIS-Solarbatterie aus der auf dem Glas-Substrat ausgebildeten CIS-Solarbatterie und des Ausbildens einer flexiblen Elektrode (Kohlenstoffpaste) auf der abgelösten CIS-Schichtoberfläche auf dieselbe Weise wie 1 darstellt;
    • 4A eine Photographie eines Beispiels im Zustand eines ersten Schrittes in 3 ist;
    • 4B eine Photographie eines Beispiels des Glas-Substrats (links) und des dünnen Films der CIS-Solarbatterie (rechts) im Zustand eines vierten Schritts in 3 ist;
    • 4C eine Photographie eines Beispiels einer Dünnfilm-CIS-Solarbatterie im Zustand eines fünften Schritts in 3 ist;
    • 5 ein Diagramm ist, welches schematisch eine Reihe von Schritten darstellt, wenn die Dünnfilm-CIS-Solarbatterie gemäß der Ausführungsform der Erfindung in großen Mengen hergestellt bzw. massenproduziert wird; und
    • 6 eine schematische Perspektivansicht der CIS-Solarbatterie ist, welche auf einem allgemein harten Substrat in einem linken Teil ausgebildete, und ein Diagramm, welches einen Abschnitt der CIS-Solarbatterie schematisch darstellt, welcher sich auf dem allgemein harten Substrat in einem rechten Teil ausgebildete.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachstehend wird eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung mit Bezug zur angefügten Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Bereiche.
  • Anordnung bzw. Konfiguration einer allgemeinen CIS-Solarbatterie
  • Mit Bezug zu 6 wird eine CIS-Solarbatterie 1, für welche ein Schritt der Massenproduktion etabliert wurde, gewöhnlich in der Form einer dünnen Platte, wie dargestellt, hergestellt. In einem Bereich der dünnen Plattenform, wird eine Glasplatte oder eine Metallplatte als ein Substrat 2 verwendet, und typischerweise werden eine Molybdän-Elektrodenschicht 3 (erste Elektrodenschicht), eine hauptsächlich aus Kupfer (Cu), Indium (In), (oder einschließlich Gallium (Ga)), und Selen (Se) bestehende Verbindung-Halbleiterschicht (CIS-Schicht) 4, eine Pufferschicht 5 (typischerweise eine aus CdS gebildete Schicht), eine Fensterschicht 6 (typischerweise eine aus Zinkoxid gebildete Schicht), eine transparente Elektrodenschicht 7 (typischerweise eine aus einer leitfähigen Substanz, wie Indium-Zinn-Oxid, ein Zinkoxid-basiertes Material, oder ähnlichem, gebildeten Schicht) (zweite Elektrodenschicht), und ein entspiegelter Film 8 auf dem Substrat 2 gestapelt. Eine Gitterelektrode 9 wird auf einen Teil der transparenten Elektrodenschicht 7 ausgesetzt. Wenn die CIS-Solarbatterie 1 mit Sonnenlicht von der oberen Seite (Seite des entspiegelten Films 8) in 6 bestrahlt wird, wird elektrischer Strom in der CIS-Schicht 4 erzeugt, und die Spannung und der Strom werden von den Anschlussgeräten, welche jeweils mit der Elektrodenschicht 3 und der transparenten Elektrodenschicht 7 verbundenen sind, erhalten. Hinsichtlich der Herstellung der CIS-Solarbatterie 1 mit einer derartigen gestapelten Struktur, ist bekannt, dass, wenn ein Schritt zur Ausbildung der CIS-Schicht unter einer Temperaturbedingung von 450 °C oder höher, typischerweise in einem Bereich von 450 °C bis 650 °C, ausgeführt wird, eine qualitativ hochwertige Solarbatterie, insbesondere eine Solarbatterie mit einer hohen Umwandlungseffizienz, erhalten wird. Deshalb wird Glas oder Metall, welches thermisch widerstandsfähig gegenüber einer hohen Temperatur von 450 °C oder höher ist, wie vorstehend beschrieben, als das Material des Substrats 2 für die CIS-Schicht 4 ausgewählt. Dementsprechend wird im Stand der Technik, wie unter „ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG“ beschrieben, eine qualitativ hochwertige CIS-Schicht als ein dünner Film ausgebildet, wird aber auf einem harten Substrat als die Solarbatterie ausgebildet.
  • Ausbildung der Dünnfilm-CIS-Solarbatterie in der Ausführungsform
  • In der Ausführungsform der Erfindung werden, vereinfachend gesagt, ähnlich zum Herstellungsverfahren der CIS-Solarbatterie im Stand der Technik, die Elektrodenschicht 3 und die CIS-Schicht 4 zur transparenten Elektrodenschicht 7 im Verfahren zur Ausführung des Ausbildungsschrittes der CIS-Schicht 4 unter einer hohen Temperaturbedingung von 450 °C oder höher unter Verwendung einer Glasplatte oder einer Metallplatte als das Substrat 2 zur Ausbildung der CIS-Schicht 4 ausgebildet. Folglich wird im Stand der Technik der Schritt des Bindens eines Schutzglases durch Auftragen des entspiegelten Filmes 8 ausgeführt, aber in der Ausführungsform wird ein Schritt zur Ausbildung einer Dünnfilm-CIS-Solarbatterie durch Ablösen der Schichten über der CIS-Schicht 4 von der Elektrodenschicht 3 ausgeführt.
  • Insbesondere werden mit Bezug auf 1 im Verfahren zur Herstellung einer CIS-Solarbatterie gemäß der Ausführungsform zuerst ein schichtförmiges Element 1, wobei die Elektrodenschicht 3 zur transparenten Elektrodenschicht 7 auf dem Substrat 2 ausgebildet wird, wie vorstehend beschrieben im Verfahren zur Ausführung des Schrittes zur Ausbildung der CIS-Schicht 4 unter einer Bedingung hoher Temperatur von 450 °C oder höher unter Verwendung einer Glasplatte oder einer Metallplatte als das Substrat 2 hergestellt. Anschließend wird, wie in einem ersten Schritt in 1 dargestellt, das schichtförmige Element 1 auf eine Temperatur T = Th, zum Beispiel 100 °C bis 150 °C unter Verwendung einer Heizplatte oder eines Ofens HP oder ähnliches erwärmt. In einem derartigen Zustand wird, zum Beispiel, eine Schicht 11 (nachstehend als „Harzschicht“ bezeichnet) einer Substanz (schichtbildenden Substanz), welche eine Schicht aus transparentem Harzmaterial oder ähnlichem mit einem höheren linearen Expansionskoeffizienten als das Substrat 2 ausbildet. 2A stellt eine Photographie von der tatsächlichen schichtförmigen Substanz in einem Zustand dar, in welchem die Harzschicht 11 zuletzt ausgebildet wird. Wünschenswerterweise kann die Harzschicht 11 in einem flüssigen Zustand aufgetragen werden, und anschließend erstarren, um eine feste Schicht auszubilden. Anschließend wird, wie in einem zweiten Schritt in 1, wenn das schichtförmige Element 1 derart, zum Beispiel auf Raumtemperatur, gekühlt wird, dass die Temperatur T < Th erfüllt ist, ist die Kontraktionsbetrag der Harzschicht 11, aufgrund des Unterschiedes im linearen Expansionskoeffizienten, größer als jene des Substrates 2, und somit wird eine Eigenspannung τ in einer Richtung erzeugt, in welcher die Fläche der Harzschicht 11 verringert wird. Die Haftkraft an einer Grenze zwischen der Elektrodenschicht 3 und der CIS-Schicht 4 ist relativ gering. Somit wird, wie in einem dritten Schritt in 1, eine Kraft uf, welche bewirkt, dass die CIS-Schicht 4 und die Schichten darüber sich in 1 nach oben biegen, von der Eigenspannung τ erzeugt, und die Schichten werden natürlich von der Elektrodenschicht 3 und dem Substrat 2 abgetragen bzw. abgelöst (Pe). Deshalb wird ein dünner Film der CIS-Schicht 4 zur transparenten Elektrodenschicht 7, welche nicht auf dem Substrat 2 fixiert bzw. befestigt sind, erhalten.
  • Das Ablösen zwischen der Elektrodenschicht 3 und der CIS-Schicht 4 tritt selbst in einem Zustand auf, in welchem die Elektrodenschicht 3 zur transparenten Elektrodenschicht 7 und der Harzschicht 11 auf ungefähr der gesamten Fläche des Substrats 2 ausgebildet werden, wie in den zweiten und dritten Schritten in 1. Wenn jedoch ein Schnitt Ct von der Harzschicht 11 zur CIS-Schicht 4 auf dem Substrat 2 in einer Richtung senkrecht zur auslaufenden Richtung von jeder Richtung, wie in einem vierten Schritt in 1, ausgeführt wird, ist es vorteilhaft, dass das Ablösen zwischen der Elektrodenschicht 3 und der CIS-Schicht 4, wie in einem fünften Schritt in 1 (wenn der Schnitt Ct ausgeführt wird, tritt das Ablösen leicht auf, da die gesamte Bindungskraft zwischen der Elektrodenschicht 3 und der CIS-Schicht 4 in einem Bereich, welcher vom vom Schnitt Ct umgeben ist, abnimmt), vereinfacht werden kann. Der Schnitt Ct kann derart ausgeführt werden, dass der dünne Film der CIS-Schicht 4 zur Harzschicht 11, welche abgelöst werden soll, eine gewünschte Form und Dimension aufweist. 2B stellt eine Photographie eines Beispiels dar, in welchem der dünne Film der CIS-Schicht 4 zur Harzschicht 11 durch Ausführen eines Schnittes in einer Größe von 2 cm × 2 cm natürlich abgelöst wird, in einem Zustand, in welchem die Harzschicht 11 auf dem Substrat 2 ausgebildet ist. Der Schnitt Ct kann in einem Zustand ausgeführt werden, in welchem das schichtförmige Element 1 auf die Temperatur T = Th erwärmt wird, oder kann in einem Zustand ausgeführt werden, in welchem das schichtförmige Element 1 auf die Temperatur T < Th abgekühlt wurde.
  • Eine Rückflächen-Elektrode, welche der Elektrodenschicht 3 entspricht, liegt im dünnen Film der CIS-Schicht 4 zur Harzschicht 11 nicht vor. Somit wird eine neue Elektrodenschicht auf der abgelösten Oberfläche der CIS-Schicht 4 ausgebildet, und auf diese Weise wird eine Dünnfilm-CIS-Solarbatterie vervollständigt. Eine Schicht einer flexiblen, leitfähigen Substanz wie einer Kohlenstoffpaste, wird als die neue Elektrodenschicht ausgewählt. In der wie vorstehend beschrieben erhaltenen Spannungs-Strom-Eigenschaft der Dünnfilm-CIS-Batterie sind eine Leerspannung Voc und ein Kurzschlussstrom Isc der Dünnfilm-CIS-Solarbatterie ungefähr gleich der der auf dem Substrat 2 fixierten CIS-Solarbatterie, wie in 2C dargestellt. Dementsprechend wird bestätigt, dass die Leistung der erhaltenen Dünnfilm-CIS-Solarbatterie ungefähr dieselbe ist, wie die der CIS-Solarbatterie, welche auf dem Substrat 2 befestigt bzw. fixiert ist.
  • Ausführungsform der Herstellung einer Dünnfilm-CIS-Solarbatterie
  • Mit Bezug zu 3 und 4A bis 4C wird in der Ausführungsform der Herstellung der Dünnfilm-CIS-Solarbatterie, eine CIS-Solarbatterie (schichtförmiges Element) in einem Zustand hergestellt, in welchem eine Rückseitenelektrode aus Molybdän ausgebildet wurde, und eine CIS-Schicht, welche elektrischen Strom erzeugt, (CIS-Schicht) wird zu einer transparenten Elektrode auf einem harten, festen Substrat wie einer Glasplatte oder einer Metallplatte gestapelt, wie in einem ersten Schritt in 3 und 4A dargestellt. Die CIS-Solarbatterie auf dem Substrat wird auf, zum Beispiel 150 °C (zweiter Schritt in 3) erwärmt. Ein transparentes duroplastisches bzw. wärmehärtendes Epoxidharz (transparenter Klebstoff), welches noch nicht gehärtet ist, wird auf die CIS-Solarbatterie mit einer Dicke von zum Beispiel 0,5 mm aufgetragen. Ein Harzfilm (alternatives Substrat), welches die Oberfläche schützt, wird auf das Harz aufgetragen. In einem derartigen Zustand wird das Erwärmen für 15 Minuten beibehalten, und das Harz wird gehärtet (dritter Schritt in 3). Anschließend wird, wenn die gesamte CIS-Solarbatterie in einem derartigen Zustand auf Raumtemperatur abgekühlt wird, und ein Schnitt mit einer gewünschten Größe in einer CIS-Solarbatterie ausgeführt wird, in der CIS-Solarbatterie eine „Spannung, welche nach oben Biegung verursacht“ in der Epoxidharz-Schicht erzeugt, da die Epoxidharz-Schicht einen höheren linearen Expansionskoeffizienten als das Substrat aufweist. Deshalb werden die CIS-Schicht, welche elektrischen Strom erzeugt, und die Rückseitenelektrode natürlich voneinander abgelöst, wie in einem vierten Schritt in 3 und 4B dargestellt. Eine Dünnfilm-CIS-Solarbatterie wird wie in einem fünften Schritt in 3 und 4C durch Auftragen einer Kohlenstoffpaste als eine Elektrode auf die abgelöste Oberfläche der CIS-Schicht, welche elektrischen Strom erzeugt, erhalten.
  • Massenproduktion einer Dünnfilm-CIS-Solarbatterie
  • Wenn die Dünnfilm-CIS-Solarbatterie massenhaft hergestellt wird, wird die Reihe von Schritten des Stapelns der Rückseitenelektrodenschicht 3 auf die transparente Elektrodenschicht 7 auf dem harten Substrat 2 wie Glas, wie vorstehend dargestellt, auf dieselbe Weise wie im Verfahren zur Ausführung des Ausbildungsschrittes der CIS-Schicht 4, unter einer Bedingung hoher Temperatur von 450 °C oder höher, im Stand der Technik ausgeführt. Anschließend wird, anstatt, dass die Glasschicht die Oberfläche der Solarbatterie beschützt, die Schicht der Substanz, welche eine Schicht aus transparentem Harzmaterial oder ähnlichem bildet, auf die Oberfläche aufgetragen, die Rückseitenelektrodenschicht 3 und die CIS-Schicht 4 werden voneinander abgelöst, und somit wird die Dünnfilm-CIS-Solarbatterie erhalten.
  • Insbesondere wird, mit Bezug zu 5 zuerst das Glassubstrat 2 geschnitten und gewaschen (erster Schritt in 5), und die Rückseitenelektrodenschicht 3 wird unter Verwendung von Molybdän oder ähnlichem ausgebildet (zweiter Schritt in 5). Das ursprüngliche Strukturierung der Solarbatteriezellen wird durch Laser-Ritzen (dritter Schritt in 5) ausgeführt, und die CIS-Schicht 4 als eine Strom erzeugende Schicht wird auf der strukturierten Rückseitenelektrodenschicht 3 unter einer Bedingung hoher Temperatur von 450 °C oder höher ausgebildet (vierter Schritt in 5). Anschließend werden die Pufferschicht 5 und die Fensterschicht 6 auf der CIS-Schicht 4 ausgebildet (fünfter Schritt in 5), und die Strukturierung der Solarbatteriezellen wird nochmals durch mechanisches Ritzen ausgeführt (sechster Schritt in 5). Ferner wird die transparente Elektrodenschicht 7 ausgebildet (siebter Schritt in 5), und die Strukturierung der Solarbatteriezellen (achter Schritt in 5) wird durch mechanisches Ritzen ausgeführt. Die Extraktionselektrode 9 wird auf der transparenten Elektrodenschicht 7 ausgebildet (neunter Schritt in 5). Die bisherigen Schritte sind dieselben wie jene im Verfahren zur Ausbildung einer CIS-Solarbatterie auf einem Substrat im Stand der Technik. Anschließend wird die Harzschicht 11 als ein oberflächenschützender Film auf der transparenten Elektrodenschicht 7 ausgebildet, während des Erwärmens derselben (zehnter Schritt in 5). Anschließend werden, wie vorstehend beschrieben, wenn die Harzschicht 11 abgekühlt wird, die CIS-Schicht 4 und die Rückseitenelektrodenschicht 3 aufgrund der in der Harzschicht 11 erzeugten Eigenspannung voneinander abgelöst, wie in einem elften Schritt in 5 schematisch dargestellt wird. Somit wird eine neue Rückseitenelektrodenschicht 12 auf der abgelösten Oberfläche der CIS-Schicht 4 ausgebildet, um die Dünnfilm-CIS-Solarbatterie (zwölfter Schritt in 5) auszubilden. Da ein flexibles Material für die Rückseitenelektrodenschicht 12 verwendet werden kann, kann die gesamte Dünnfilm-CIS-Solarbatterie Flexibilität aufweisen.
  • Wie vorstehend beschrieben ist im Verfahren zur Herstellung einer Dünnfilm-CIS-Solarbatterie gemäß der Ausführungsform der Schritt des Stapelns der Rückseitenelektrodenschicht 12 auf die transparente Elektrodenschicht 7 auf das Substrat 2 derselbe wie der Schritt zur Herstellung einer qualitativ hochwertigen Dünnfilm-CIS-Solarbatterie im Stand der Technik, und nach dem Schritt wird jeder Schritt zur Auftragung der Harzschicht 11, dem Ablösen der CIS-Schicht 4, und das Auftragen der Rückseitenelektrodenschicht 12 einfach ausgeführt. Deshalb wird angenommen, dass die zur Herstellung der CIS-Solarbatterie benötigten Zeit, der Aufwand und die Kosten ungefähr dieselben wie diejenigen im Verfahren zur Herstellung einer qualitativ hochwertigen CIS-Solarbatterie im Stand der Technik sind.
  • Mit dem Verfahren zur Herstellung einer Dünnfilm-CIS-Solarbatterie gemäß der Ausführungsform, ist es möglich das Substrat, nachdem die CIS-Schicht abgelöst wurde, wieder zu verwenden. Dementsprechend können die Kosten der gesamten Solarbatterie reduziert werden. Jegliches Harzmaterial kann für die Harzschicht 11 verwendet werden, so lange das Harzmaterial einen höheren linearen Expansionskoeffizienten aufweist als das Substrat oder die CIS-Schicht. Das Harzmaterial kann aus einer sehr großen Palette an Materialien ausgewählt werden, und die Palette kann abhängig von der Situation wie der Anwendung und der Kosten (die Herstellungsschritte müssen nicht geändert werden) verändert werden. Wenn eine Dünnfilm-CIS-Solarbatterie durch Ablösen der CIS-Schicht 4 zur transparenten Elektrodenschicht 7 vom Substrat 2 und der Rückseitenelektrodenschicht 3 erhalten wird, kann der dünne Film der CIS-Solarbatterie eine gewünschte Größe und Form aufweisen. Dementsprechend ist es vorteilhaft, dass die Größe und Form eines Solarbatteriemoduls frei angepasst werden kann, abhängig vom Raum oder Größe eines Anbringungsortes.
  • Während die vorstehende Beschreibung die Ausführungsform der Erfindung betrifft, können verschiedene Modifikationen und Veränderungen durch den Fachmann einfach ausgeführt werden. Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend dargestellte Ausführungsform beschränkt und wird auf verschiedene Vorrichtungen angewendet, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2009/116626 [0002, 0003]
    • JP 2009049389 A [0002, 0003]
    • JP 2013171876 A [0002]
    • JP 2010532576 [0002]
    • JP 2010532576 A [0002, 0003]
    • JP 2017038069 [0002]
    • JP 2017038069 A [0002]
    • JP 2013 [0003]
    • JP 171876 A [0003]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • A. F. Pianezzi, et al., Physical Chemistry Chemical Physics 16 (2014), 8843 [0002, 0003]

Claims (9)

  1. Verfahren zur Herstellung einer CIS-Solarbatterie (1), wobei das Verfahren umfasst: Herstellen eines schichtförmigen Elements (1), welches durch Ausbilden einer ersten Elektrodenschicht (3) auf einem Substrat (2), welche thermisch beständig gegen eine erste Temperatur oder höher ist, konfiguriert wird, Ausbilden einer CIS-Schicht (4) auf der ersten Elektrodenschicht (3) unter einer Bedingung der ersten Temperatur oder höher, und Ausbilden einer zweiten Elektrodenschicht (7) auf der CIS-Schicht (4); Einstellen einer Temperatur des schichtförmigen Elements (1) auf eine zweite Temperatur, welche geringer als die erste Temperatur ist; Ausbilden einer Schicht (11) einer schichtbildenden Substanz mit einem höheren linearen Expansionskoeffizienten als das Substrat (2) in einem festen Zustand der Schicht (11) auf der zweiten Elektrodenschicht (7); und Abkühlen des schichtförmigen Elements (1), wobei eine Dünnfilm-CIS-Solarbatterie (1) durch Ablösen der CIS-Schicht (4) von der ersten Elektrodenschicht (3), zusammen mit der durch das Abkühlen des schichtförmigen Elements (1) ausgelösten Kontraktion der Schicht (11) der schichtbildenden Substanz hergestellt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ausbilden der Schicht (11) der schichtbildenden Substanz umfasst: Auftragen der schichtbildenden Substanz, welche sich in einem flüssigen Zustand befindet, auf die zweite Elektrodenschicht (7), wobei die auf die zweite Elektrodenschicht (7) aufgetragene schichtbildende Substanz eine Schichtform aufweist, und Erstarren der schichtbildenden Substanz, welche sich in einem flüssigen Zustand befindet.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, welches ferner das Ausführen eines Schnittes senkrecht zu einer Schichtrichtung im schichtförmigen Element (1) vor oder nach dem Abkühlen des schichtförmigen Elements (1) umfasst, sodass die Dünnfilm-CIS-Solarbatterie (1) eine gewünschte Dimension aufweist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, welches ferner das Auftragen einer dritten Elektrodenschicht (12) auf eine Oberfläche der CIS-Schicht (4) der Dünnfilm-CIS-Solarbatterie (1), welche von der ersten Elektrodenschicht (3) abgelöst wurde, umfasst.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die dritte Elektrodenschicht (12) unter Verwendung einer Kohlenstoffpaste ausgebildet wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die erste Temperatur 450 °C ist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Substrat (2) Glas ist.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die schichtbildende Substanz ein Harzmaterial ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Harzmaterial ein Epoxidharz ist.
DE102018114215.3A 2017-07-18 2018-06-14 Verfahren zur Herstellung einer CIS-Solarbatterie Active DE102018114215B4 (de)

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